Question

小刚在探究“杠杆的平衡条件”时，设计了一份探究性实验报告，报告的内容如下：
探究目的：探究杠杆的平衡条件
实验器材：杠杆、钩码一套、弹簧测力计、细线和______．
探究假设：杠杆的平衡可能与”动力和动力臂的乘积“有关
实验方案设计：
步骤1：调节杠杆两端的______，使横梁平衡．
步骤2：在杠杆的左右两端分别用细线依次悬挂个数不同的钩码（假设左侧钩码的重力产生的拉力为阻力F₂，右端钩码的重力产生的拉力为动力F₁），先固定F₁大小和动力臂L₁的大小．再选择适当的阻力F₂，然后移动阻力作用点，改变阻力臂L动力臂L₂大小，直到杠杆平衡，分别记录下此时动力F₁，动力臂L₁、阻力F₂的数据，并将实验数据记录在表格中．
步骤3：固定F₁大小和动力臂L₁的大小，改变阻力F₂的大小，再移动阻力作用点，改变阻力臂L₂的大小，直至杠杆平衡，记录下此时动力F₂和阻力臂L₂的数值，并填入到实验记录表格中

动力F1/N	动力臂L1/cm	动力×动力臂/	阻力F2/N	阻力臂L2/cm	阻力×阻力臂
1	10	C	2	5	0.1

步骤4：改变动力F₁大小，保持动力臂L₁的大小以及阻力F₂的大小不变，再改变阻力F₂的作用点，直至杠杆重新平衡，记录下此时动力F₁的大小和阻力L₂的大小，并将实验数据记录在表格中．
步骤5：改变动力臂L₁的大小，保持动力F₁的大小以及阻力F₂不变，移动阻力的作用点，直至杠杆重新平衡，记录下此时动力F₁的大小和阻力臂L₂的数值，并将实验数据记录在表格中．
步骤6：整理实验器材．
根据实验记录数据，得到结论是：______．
（1）依次完成上述探究报告中A、B、C、D四个相应部分的内容．
（2）在上述探究实验中，为什么每次都要使杠杆在水平位置保持平衡．

Answer 1

【答案】分析：（1）为了测量力臂大小，所以需要刻度尺；
调节横梁平衡，需要调节天平两端的平衡螺母；
利用杠杆的平衡条件不难计算；
根据表中数据的计算不难比较出“动力×动力臂”和“阻力×阻力臂”的关系而得出结论；
（2）调节杠杆上平衡螺母使其水平平衡，目的有二．
其一是使杠杆自身的重力作用线刚好过支点，从而使杠杆自身的重力对实验不产生影响．
其二是使实验过程中，在保持杠杆每次实验都能调节到水平平衡，且动力与阻力都采用杠杆上悬挂钩码方式的情况下，便于测量力臂．
解答：解：（1）为了测量力臂大小，所以需要刻度尺；
调节横梁平衡，需要调节杠杆两端的平衡螺母；
动力×动力臂=1N×0.1m=0.1N?m；
由表中数据可以看出：阻力×阻力臂=0.1N?m，所以得出的结论是：动力×动力臂=阻力×阻力臂．
（2）调节平衡螺母使杠杆在水平平衡，杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响．
故答案为：（1）A、刻度尺； B、平衡螺母；C、0.1； D、动力×动力臂=阻力×阻力臂．
（2）调节平衡螺母使杠杆在水平平衡，杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响．
点评：本题充分体现了“延伸课堂探究思维，注重科学探究”的新课程理念．初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性．